一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112210736A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202011099708.9(22)申请日2020.10.13(71)申请人西北工业大学地址710000陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人樊江昆陈蓬唐璐瑶李金山寇宏超唐斌赖敏杰王军陈彪王毅薛祥义赵瑞峰(74)专利代理机构北京金宏来专利代理事务所(特殊普通合伙)11641代理人许振强(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)B21J5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法(57)摘要本发明涉及一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，包括以下步骤：S1：选取热处理原料，将合金铸锭进行开坯锻造处理，形成棒材；S2：固溶处理，将热处理炉进行加热至棒材的钛合金β相转变温度附近±50℃后，将棒材放置于热处理炉中进行保温，然后对棒材进行淬火，从而得到具有大量的亚稳β相的试样；S3：后续热处理，将试样从室温缓慢升温，在升温过程中同时引入外加弹性拉应力或压应力，当试样到达预定温度后，淬火，本申请具有将弹性应力场作用于热处理过程中的Ti‑7333合金，可以实现对Ti‑7333合金显微组织的精细化调控，即形成α析出相的择优取向，提高近β钛合Ti‑7333的显微硬度的效果。CN112210736ACN112210736A权利要求书1/1页1.一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取热处理原料，将合金铸锭进行开坯锻造处理，形成棒材；S2：固溶处理，将热处理炉进行加热至棒材的钛合金β相转变温度附近±50℃后，将棒材放置于热处理炉中进行保温，然后对棒材进行淬火，从而得到具有大量的亚稳β相的试样；S3：后续热处理，将试样从室温缓慢升温，在升温过程中同时引入外加弹性拉应力或压应力，当试样到达预定温度后，淬火。2.根据权利要求1所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，S1中的开坯锻造处理包括以下步骤：S11：采用三次真空自耗电弧熔炼制备合金铸锭，进行扒皮；S12：对扒皮后的合金铸锭进行β相区开坯锻造，形成锻坯；S13：对锻坯进行α+β两相区锻造，形成棒材。3.根据权利要求2所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，所述棒材的显微组织特征为球状或短棒状α相均匀分布在β基体上。4.根据权利要求1所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，所述合金为近β钛合金Ti-7333。5.根据权利要求4所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，Ti-7333钛合金β相转变温度为850℃。6.根据权利要求1所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，S2和S3中的淬火介质为水。7.根据权利要求6所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，水的温度为15℃～25℃。8.根据权利要求1所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，S2中棒材放置于热处理炉中的保温时长为20min～60min。9.根据权利要求1所述的一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法，其特征在于，S3中的预定温度为Tβ–150℃～250℃。2CN112210736A说明书1/5页一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法技术领域[0001]本发明属于钛合金加工技术领域，尤其涉及一种近β钛合金显微组织及显微硬度调控的热处理方法。背景技术[0002]钛及钛合金具有高比强度、高比模量、高韧性、高损伤容限性、抗磁性及良好的耐腐蚀性等优异的综合性能，是制备航空航天大型结构件的重要选材之一。目前国际上常用的高强钛合金主要有亚稳β型合金和近β钛合金，亚稳β型合金是指β稳定化元素的含量达到使马氏体转变点降至室温以下而又不足以使β转变点低于室温的合金，其中，亚稳β钛合金含有足够的β稳定元素，小尺寸的试样固溶空冷即可保留全β相，不发生马氏体相变。该类合金在固溶处理状态具有中等强度和高的塑性，冷成形性和可焊性好；在时效处理状态下室温强度高、断裂韧性好、淬透性好，是航空航天用弹簧结构、紧固件、带材等的理想材料。近β钛合金的β稳定元素含量比亚稳β钛合金的稍少，其Mo当量范围约为7.8～10.0，固溶后空冷不能完全保留β相。近β钛合金兼有亚稳β钛合金的诸多优点而不丧失α+β型两相钛合金的固溶特性，具有深淬透性及优异的强度、塑性和断裂韧性的匹配，可满足航空大型锻件高强、高韧、高淬透性的使用要求，是高强度钛合金的理想选择。[0003]Ti-7333合金是由